汽车齿轮制造技术及研究方向

齿轮制造技术现状

随着汽车制造业的发展，齿轮行业通过大量引进高端设备使加工能力有了长足的进步与国际先进水平已相当接近。国产齿轮加工机床已基本形成了较完整的系列已开发出技术含量具有国际水准的螺旋锥齿轮六轴数控磨床，但齿轮机床总体制造水平在精度、寿命、稳定性、数控技术应用等方面与欧美相比存在较大差距目前国内齿轮加工行业的精加工特别是数控齿轮机床仍然以进口设备为主。如德国普发特公司、瑞士莱斯豪尔公司的圆柱齿轮滚齿、磨齿机等，美国格里森公司、德国克林贝格公司（含原瑞士奥利康）的螺旋锥齿轮铣齿、磨齿、研齿机以及齿轮测量中心在国内仍居显著的优势地位。

齿轮加工要根据不同结构及精度需要采用不同的工艺。鉴于设备投资大，工艺方式的选择（如表1）通常都充分考虑已有资源。齿轮加工过程中的微小变形及工艺稳定性控制相对复杂，毛坯锻造后大多要采用等温正火，以期获得良好的加工性能和趋势性变形的均匀金相组织：对于精度要求不高的低速圆柱齿轮可以热前剃齿而热后不再加工：圆柱齿轮热后加工根据条件有琦齿和磨齿不同方式的选择，晰齿成本低但齿形修正能力弱，磨齿精度高但成本高：修缘和鼓形齿修形工艺能够显著降低齿轮啮合噪声和提高传动性能，目前被广泛采用。直齿锥齿轮主要用于差速器由于速度低精度要求相对较低，目前推荐采用精锻齿轮。螺旋锥齿轮加工计算和机床调整，以往非常复杂和耗时的手工操作已被现代专用软件和计算机程序所取代，有限元分析的引入使工艺参数设计更为可靠和便捷：螺旋锥齿轮热后加工主要有研齿和磨齿两种，由于磨齿的成本高、效率低且有局限性而目前大多采用研齿，研齿几何上的修正能力很弱，因此螺旋锥齿轮的从动齿轮多采用渗碳压淬工艺。齿轮材料及其热处理技术发展是齿轮加工中对变形控制具有挑战性的课题。